[发明专利]脂肪酸甲酯生产工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以植物油脂肪酸(脂肪酸含量在0.2％-100％)和甲醇为原料进行酸催化脂化反应生产脂肪酸甲酯的生产工艺及装置。

背景技术

以植物油脂肪酸为原料(脂肪酸含量在0.2％-100％)与甲醇进行酸催化脂化反应生产脂肪酸甲酯时，产物为脂肪酸甲酯和水。传统生产工艺是将原料脂肪酸和甲醇放在间歇式反应罐中，在一定温度及酸催化剂条件下进行脂化反应。由于反应过程中有水产生，水溶入反应物甲醇中。当反应物甲醇中水的浓度大于5％时，由于脂化反应是可逆反应，反应会向相反方向进行，发生脂肪酸甲酯的水解反应，最终脂化反应进行不完全，脂肪酸甲酯化率较低，产物脂肪酸甲酯的纯度低，脂肪酸含量大于0.2％，直接影响脂肪酸甲酯的使用。对于反应产物与甲醇和水的分离及甲醇与水的分离，传统生产工艺是把一次脂化反应液加热蒸去甲醇和水再冷凝成甲醇水溶液，精镏得纯净的甲醇液体。所得甲醇液体再加入脂化反应罐中进行第二次脂化反应，脂化反应需反复多次才能完成。生产过程步骤繁琐，能源消耗大，工业化生产成本极高，极不经济。

发明内容

本发明目的在于提供一种连续、稳定、完全的的脂肪酸甲酯生产工艺及装置。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：脂肪酸甲酯生产工艺，将植物油脂肪酸与甲醇反应产生的水和甲醇蒸汽移出反应体系，经冷凝、气液分离后，甲醇蒸汽重返反应体系参与反应。

植物油脂肪酸与甲醇反应温度控制在80-120℃范围内，水和甲醇蒸汽冷凝温度控制在大于65但小于100℃范围内，分离所得甲醇蒸汽送入植物油脂肪酸与甲醇反应液底部。

植物油脂肪酸与甲醇反应温度控制在90-110℃范围内，水和甲醇蒸汽冷凝温度控制在70-80℃范围内。

脂肪酸甲酯生产装置，包括带物料进、出口的反应釜，反应釜上部设有水和甲醇蒸汽出口，该出口通过管道与冷凝器物料进口连通，冷凝器汽体物料出口通过管道接气液分离器，气液分离器汽体物料出口通过串接有气体输送泵的管路接反应釜底部。

本发明中，植物油脂肪酸与甲醇加入脂化反应釜中在一定温度及酸催化剂催化条件下进行脂化反应，反应温度保持在可使反应产生的水和反应物甲醇一起蒸发范围内，蒸发的水和甲醇蒸汽经一冷凝器(该冷凝器可以是间接冷凝器，也可以是直接冷凝器)，冷却液的温度保持在可使蒸发的水和甲醇蒸汽经过时，水蒸汽被冷凝成水、甲醇蒸汽大部分以蒸汽形式通过，甲醇蒸汽经汽液分离器分出可能存在的液体后，经专用气体输送泵，再均匀地送入脂化反应釜反应液底部，与植物油脂肪酸混合进行再脂化反应，反应产生的水和未反应的甲醇再一起从脂化反应液中蒸发……。酯化反应的可逆反应被有效抑制，蒸发出的甲醇得以循环利用。连续不断重复以上循环过程，可以使植物油脂肪酸与甲醇在脂化反应釜中在极低水含量状态下连续、稳定、完全的进行，得到脂肪酸含量小于0.2％的脂肪酸甲酯。从而不需要对反应物甲醇进行不断的蒸发、冷凝、再蒸发、再冷凝，可节省大量能源，大幅度降低工业化生产成本。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

具体实施方式

实施例1、脂肪酸甲酯生产工艺，将植物油脂肪酸与甲醇反应产生的水和甲醇蒸汽移出反应体系，经冷凝、气液分离后，甲醇蒸汽重返反应体系参与反应。植物油脂肪酸与甲醇反应温度控制在80℃，水和甲醇蒸汽冷凝温度控制在66℃，分离所得甲醇蒸汽送入植物油脂肪酸与甲醇反应液底部。

脂肪酸甲酯生产装置，包括带脂肪酸进口1、甲醇进口2、催化剂进口3、脂肪酸甲酯出口4的反应釜5，反应釜5上部设有水和甲醇蒸汽出口6，出口6通过管道与冷凝器7的物料进口8连通，冷凝器7汽体物料出口9通过管道接气液分离器10，气液分离器10汽体物料出口通过串接有气体输送泵11的管路接反应釜5底部的甲醇进口管12，13为甲醇气体喷嘴。冷凝器7的冷凝水进、出口管路上串接有冷却水水箱14和水泵15，冷凝器7的冷凝水出口管16与气液分离器10的冷凝水出口管17汇集。反应釜5上设有蒸汽加热管道18。19为控制阀，可根据需要启闭调节。控制阀19与气体输送泵11间可根据需要设置缓冲罐，储存甲醇气体，调剂送往反应釜的气体量。

实施例2、本实施例中，植物油脂肪酸与甲醇反应温度控制在90℃，水和甲醇蒸汽冷凝温度控制在70C。其他同实施例1。

实施例3、本实施例中，植物油脂肪酸与甲醇反应温度控制在100℃，水和甲醇蒸汽冷凝温度控制在80℃。其他同实施例1。

实施例4、本实施例中，植物油脂肪酸与甲醇反应温度控制在110℃，水和甲醇蒸汽冷凝温度控制在90℃。其他同实施例1。

实施例5、本实施例中，植物油脂肪酸与甲醇反应温度控制在120℃，水和甲醇蒸汽冷凝温度控制在95℃。其他同实施例1。